DE2855969A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN ELECTRIC MOTOR DRIVE WITH CREEPING AND FULL SHAFT CONTROL - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN ELECTRIC MOTOR DRIVE WITH CREEPING AND FULL SHAFT CONTROL

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DE2855969A1
DE2855969A1 DE19782855969 DE2855969A DE2855969A1 DE 2855969 A1 DE2855969 A1 DE 2855969A1 DE 19782855969 DE19782855969 DE 19782855969 DE 2855969 A DE2855969 A DE 2855969A DE 2855969 A1 DE2855969 A1 DE 2855969A1
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Hans-Dieter Dipl Ing Dorner
Bessno Dipl Ing Schweizer
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/10—Commutator motors, e.g. repulsion motors
    • H02P25/14—Universal motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Description

einzubauen, der über 2 Einschaltstellungen verfügt. Ein solches Elektrowerkzeug läuft beim Durchdrücken des Schalters auf die erste Schalterstellung zunächst mit einer niedrigen Drehzahl an und beim weiteren Durchdrücken auf Stellung zwei stellt sich eine höhere, von der Bedienungsperson vorwählbare Drehzahl des Elektrowerkzeuges ein. Die niedrige Drehzahl in Stellung eins kann dabei sowohl durch einen dem Motor vorgeschalteten Festwiderstand als auch durch eine Elektronikschaltung mit Phasenanschnittcharakteristik verwirklicht werden. Dies hat zum Vorteil, daß der Anlaufstrom allmählich ansteigt und ein etwaiges Auslösen von Haushaltsicherungen vor allem bei größeren Elektrowerkzeugen vermieden wird.to be installed, which has 2 switch-on positions . Such a power tool initially starts up at a low speed when the switch is pushed through to the first switch position, and when the power tool is further pushed down to position two, a higher speed of the power tool that can be preselected by the operator is set. The low speed in position one can be achieved both by a fixed resistor connected upstream of the motor and by an electronic circuit with phase angle characteristics. This has the advantage that the starting current increases gradually and a possible triggering of household fuses is avoided, especially with larger power tools.

Weiterhin ist eine elektronisch gesteuerte Sanftanlaufschaltung für Elektromotoren bekannt, die anfangs beim Einschalten nur einen minimalen Phasenanschnitt zuläßt. Nachteilig an dieser Schal tung ist, daß die Elektronik bei akzeptabler Zeitdauer für den Sanftanlauf eine Totzeit aufweist; die Elektronik liefert also erst -nach einer gewissen Zeit des Einschaltens Zündimpulse. Weiterhin müssen bei dieser Ausführung diverse Bauelemente dop pelt ausgeführt werden, wodurch sich ein erhöhter Kostenfaktor ergibt. Schließlich tritt bei dieser Sanftanlaufschaltung durch die Beschaltung hinter der Feldwicklung der Effekt ein, daß bei Belastung der Maschine an der Feldspule ein höherer Spannungsab fall auftritt als im Leerlauf, was für die Elektronik zu einer geringeren Versorgungsspannung führt und damit ein Verstellen des Stromflußwinkels zu geringeren Werten zur Folge hat. Furthermore, an electronically controlled soft start circuit for electric motors is known, which initially only allows a minimal phase angle when switched on. The disadvantage of this scarf device is that the electronics have a dead time for an acceptable period of time for the soft start; The electronics therefore only deliver ignition pulses after a certain period of time after switching on. Furthermore, various components must be made dou pelt in this design, which results in an increased cost factor . Finally, with this soft-start circuit, the circuit behind the field winding has the effect that when the machine is loaded, the field coil has a higher voltage drop than when idling, which leads to a lower supply voltage for the electronics and thus an adjustment of the current flow angle to lower values has the consequence.

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Die vorgenannten Schaltungen weisen somit den Nachteil auf, daßThe aforementioned circuits thus have the disadvantage that

entweder ein willkürliches Durchschalten vom ersten in den zweiten Schaltzustand gegeben ist, d.h. der Benutzer des Elektrowerkzeuges kann den Schalter voll durchdrücken,either an arbitrary switching through from the first to the second Switching status is given, i.e. the user of the power tool can press the switch fully,

oder bei dem Sanftanlaufschalter für Elektromotoren mit Thyristorsteuerung ein willkürliches Durchschalten zwar ausgeschlossen, aber die Schaltung auf eine Phasenanschnittsteuerung begrenzt ist, bei der der Anschnittswinkel sich stetig bis zum vorgegebenen Sollwert verändert; der Motor kann somit nicht eine beliebig vorgegebene Zeitdauer im Kriechgang arbeiten.or with the soft start switch for electric motors with thyristor control Arbitrary switching is excluded, but the switching is limited to phase control, in which the lead angle changes continuously up to the specified target value; the engine can therefore not be an arbitrary one work in creep speed for a specified period of time.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der sowohl ein willkürliches Durchschalten ausgeschlossen als auch eine Vollwellensteuerung gegeben ist.It is the object of the invention to create a circuit arrangement in which both arbitrary switching is excluded and full-wave control is given.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dargestellte Schaltung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved according to the invention by the circuit shown in the characterizing part of claim 1. More beneficial Statements emerge from the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher erläutert .Embodiments of the invention are listed below Drawings shown and will be explained in more detail below.

Es zeigenShow it

Figur 1 eine Schaltungsanordnung, bei der der Kriechgang über ein Relais geschaltet ist,FIG. 1 shows a circuit arrangement in which the crawler gear is switched via a relay is,

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eine ScnaltungsanoFdiniiig, bei der der Aufbau voIlelektroEtisch vorgenommen wurde.a circuit diagram in which the assembly was carried out fully elec- trically.

In Figur 1 wird! der Motor Mr der von einem Elektronikbaustean 10 und einem Zeitverzögerungsglied 20 angesteuert wird, über den Schalter S aus der Netzspannung über die Klemmen L-], N gespeist. Die Phasenanschnittsteuerung TO besteht aus einem Gesamfeladewiderstand, der sich aus einem Potentiometer P 1 und einem parallel liegenden Trimrapotentiometer P 2 sowie einem Festwiderstand R 2 zusammensetzt, desweiteren aus einem Zündkondensator C 2, einem durchschaltenden Diac D 3 sowie einem leistungssteuernden Triac TIn Figure 1! the motor M r, which is controlled by an electronic component 10 and a time delay element 20, is fed via the switch S from the mains voltage via the terminals L-], N. The phase control TO consists of a total load resistance, which is composed of a potentiometer P 1 and a parallel tri-potentiometer P 2 and a fixed resistor R 2, as well as an ignition capacitor C 2, a switching diac D 3 and a power-controlling triac T.

Da der Schleiferkontakt des Potentiometers P 1 beim Einschalten des Netzschalters S nicht durchgeschaltet ist, wird der Kondensator C 2 wegen des höherohmigen Zustandes von Potentiometer P 1 nur langsam aufgeladen, d.h., die Phasenanschnittsteuerung arbeitet bei geringstem Stromflußwinkel.Since the wiper contact of the potentiometer P 1 when switching on of the power switch S is not switched through, the capacitor C 2 because of the higher resistance state of potentiometer P 1 only charged slowly, i.e. the phase control is working at the lowest current conduction angle.

Gleichzeitig wird in dem Zeitverzögerungsglied 20 über eine Diode D 1 und einen Widerstand R 1 ein Kondensator C 1 solange aufgeladen, bis er die Zenerspannung einer parallel angeordneten Zenerdiode D 2 erreicht. Die Zenerdiode D 2 bricht dann durch und läßt ein Relais Re durchschalten, so daß ein Teil des Abgriffes des Potentiometers P 1 kurzgeschlossen wird, wodurch sich in der Phasenanschnittsteuerung 10 ein gleicher oder höherer Stromflußwinkel einstellt, der vom Benutzer vorbestimmt und bis auf maximalen Durchlaß des Triacs T gewählt werden kann<At the same time, a capacitor C 1 is in the time delay element 20 via a diode D 1 and a resistor R 1 charged until it reaches the Zener voltage of a Zener diode D 2 arranged in parallel. The Zener diode D 2 then breaks through and lets a relay Re switch through, so that part of the tap of the potentiometer P 1 is short-circuited, whereby an equal or higher current conduction angle, which is predetermined by the user, is established in the phase control 10 and up to the maximum permeability of the triac T can be selected <

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In der Figur 2 wird der Motor M über ein Triac T bei geschlossenem Netzschalter S angesteuert. Die Zündung des Trlacs T wird über einen handelsüblichen Phasenanschnittsteuerbaustein IS 10, der in bekannter Weise eine netzsynchrone Rampenspannung mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht, über Dioden D 10 und D 11 und einen Widerstand R 14 vorgenommen. Die Sollwertspannung für den Baustein IS 10 wird dabei über ein Potentiometer P 1 aus einer im Baustein erzeugten Festspannung abgegriffen. Durch Beschaltung mit einem Transistor Tr und einem Zeitglied, bestehend aus einem Widerstand R 1, einem Kondensator C 10 sowie einem Entladewiderstand R 11, wird beim Einschalten über den Schalter S der Transistor Tr zunächst im gesperrten Zustand betrieben, d.h., daß die Sollwertspannung einen höheren Wert annimmt als bei durchgeschaltetem Transistor Tr, wodurch die Zündung des Triacs T erst zu einem sehr spaten Zeitpunkt der Netzhalbwelle erfolgt.In FIG. 2, the motor M is switched on via a triac T when the motor is closed Mains switch S activated. The Trlac T is ignited via a commercially available phase control module IS 10, which compares a network-synchronous ramp voltage with a predetermined setpoint in a known manner, via diodes D 10 and D 11 and a resistor R 14 made. The setpoint voltage for the IS 10 module is set using a potentiometer P 1 tapped from a fixed voltage generated in the module. By wiring with a transistor Tr and a timing element, consisting of a resistor R 1, a capacitor C 10 and a discharge resistor R 11, is switched on via the Switch S the transistor Tr is initially operated in the blocked state, i.e. the setpoint voltage assumes a higher value than when the transistor Tr is switched through, which means that the triac T is only ignited at a very late point in time of the mains half-wave he follows.

Ist der Ladevorgang für den Kondensator C 10 beendet, so schaltet der Transistor Tr durch und läßt den über das Potentiometer P^ eingestellten Sollwert am Eingang B des Phasenanschnittbausteines IS 10 erscheinen.When the charging process for the capacitor C 10 has ended, it switches the transistor Tr passes and leaves the setpoint set via the potentiometer P ^ at input B of the phase control module IS 10 appear.

Ein Kondensator C 11 und ein Widerstand R 12 dienen zur Einstellung der Rampenspannung.A capacitor C 11 and a resistor R 12 are used for adjustment the ramp voltage.

Der integrierte Baustein IS 10 wird über ein Kleinspannungsnetz betrieben.The integrated module IS 10 is powered by an extra-low voltage network operated.

Ein Widerstand R 13 dient zur Synchronisation mit der Netzfrequenz .A resistor R 13 is used for synchronization with the mains frequency .

O30Q28/Q23S COPY O30Q28 / Q23S COPY

Der besondere Vorteil der aufgeführten Schaltungen besteht darin, daß über eine genau vorgegebene Zeitdauer die Maschine im Kriechgang betrieben wird und sodann ein Durchschalten in eine vorgegebene Drehzahl, die vom Benutzer eingestellt werden kann, selbsttätig erfolgt, d.h. die willkürliche Durchschaltung durch die Bedienungsperson wird unterbunden.The particular advantage of the circuits listed is that that the machine is operated in creep speed for a precisely predetermined period of time and then a shift into a predetermined one Speed, which can be set by the user, takes place automatically, i.e. the arbitrary switching through by the Operator is prevented.

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, daß diese Zeitglieder noch variabel ausgeführt werden können, so daß die Zeitdauer des Kriechganges von dem Benutzer über ein weiteres Potentiometer anstelle eines Festwiderstandes eingestellt werden kann.Of course, there is the possibility that these timers can still be made variable, so that the duration of the Creep speed by the user via another potentiometer instead a fixed resistor can be set.

Diese Schaltungsanordnungen weisen bei Schraubern den Vorteil auf, daß beim Einschrauben einer Schraube im Anlauf eine Deformation des Schraubenkopfes vermieden wird, im Gegensatz zu den üblichen Schraubern, bei welchen der plötzliche Einschaltvorgang zum Abreißen des Schraubenkopfes führen kann.In screwdrivers, these circuit arrangements have the advantage that a deformation occurs when a screw is screwed in during startup of the screw head is avoided, in contrast to the usual screwdrivers, in which the sudden switch-on process for Tearing off the screw head can lead.

Außerdem wird allgemein bei Anwendungen dieser Schaltungsanordnungen die Unfallgefahr aufgrund der "menschlichen Schrecksekunde" vermindert.In addition, these circuit arrangements are generally used in applications the risk of accidents due to the "human moment of shock" is reduced.

Durch diese Schaltungsanordnungen wird weiterhin ein schonender Anlauf von Getrieben etc. erreicht, wodurch sich der Verschleiß an diesen Teilen verringert. Je nach Einstellung der Zeitglieder können die Schaltungen selbstverständlich auch als strombegrenzende Anlaufhilfen für Hochleistungsmotoren verwendet werden.Through these circuit arrangements a gentle start-up of gears etc. is achieved, whereby the wear reduced on these parts. Depending on the setting of the timing elements, the circuits can of course also be used as current-limiting ones Starting aids for high-performance motors can be used.

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Der automatische Kriechgangeffekt bietet zudem - beispielsweise bei Elektrowerkzeugen - in all den Einsatzfällen einen außerordentlichen Bedienungskomfort, bei denen bisher die Motordrehzahl nach kurzzeitigem Langsamlauf erhöht werden mußte, wie z.B. beim Anbohren ohne Ankörnung, beim Ansetzen von Stichsägen an konvexe Werkstücke oder von Gewindeschneidern, um nur einige Anwendungsfälle zu nennen. The automatic creep effect also offers an extraordinary one in all applications - for example in the case of power tools Ease of use, where previously the engine speed had to be increased after brief slow running, such as with Drilling without center punching, when attaching jigsaws to convex workpieces or thread cutters, to name just a few applications.

Bei Bohrhämmern mit Luftpolsterschlagwerk stellt sich der Effekt ein, daß während der Kriechgangdauer ein Hämmern des Schlagwerkes vermieden wird, wodurch ein leichtes Ansetzen des Bohrhammers und ein schonendes Anbohren von schlagempfindlichen Materialien möglich ist.In the case of rotary hammers with an air cushion hammer mechanism, the effect is that the hammer mechanism pounds during the creep speed is avoided, which allows easy application of the hammer drill and gentle drilling of impact-sensitive materials is.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims (5)

C. & E. FEIN GmbH & Co., Stuttgart Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung PATENTANSPRÜCHEC. & E. FEIN GmbH & Co., Stuttgart Circuit arrangement for an electric motor drive with crawler gear and full-wave control PATENT CLAIMS 1.) Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung, dadurch gekennzeichnet , daß1. ) Circuit arrangement for an electric motor drive with crawler gear and full-wave control, characterized in that T) ein Motor (M) von einer Phasenanschnittsteuerung (10) und einem Zeitverzögerungsglied (20) gesteuert wird,T) a motor (M) from a phase control (10) and a time delay element (20) is controlled, 2) die Phasenanschnittsteuerung (10) ein Potentiometer (P-) zur Einstellung eines vorwählbaren Stromflußwinkels aufweist und der Phasenanschnitt in bekannter Weise über einen Triac (T) dem Motor (M) zugeführt wird,2) the phase control (10) a potentiometer (P-) for setting a preselectable current flow angle and the phase control is fed to the motor (M) in a known manner via a triac (T), 3) der Motor (M) nach Ablauf einer über die Elemente des Zeitverzögerungsgliedes (20) vorgegebenen Zeitdauer mit dem über das Potentiometer (P-|). vorgewählten Stromflußwinkel weiterbetrieben wird,3) the motor (M) after a period of time specified by the elements of the time delay element (20) has elapsed via the potentiometer (P- |). preselected current conduction angle continues to operate, A) der Motor (M) während der durch die Elemente des Zeitverzögerungsgliedes (20) vorbestimmten Zeitdauer mit minimalem Phasenanschnitt gesteuert wird.A) the motor (M) during the through the elements of the time delay element (20) a predetermined period of time is controlled with a minimum phase control. ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED G3GÖ28/0235G3GÖ28 / 0235 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungsglied (20) nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer mittels eines Relais (Re) oder eines Schalttransistors (Tr) zu dem über das Potentiometer (P-j) vorgewählten Stromflußwinkel durchschaltet.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the time delay element (20) after the expiry of the predetermined Duration by means of a relay (Re) or a switching transistor (Tr) to the one preselected via the potentiometer (P-j) Current conduction angle switched through. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festgröße des Ladewiderstandes (R-|) im Zextverzogerungsglied (20) durch einen regelbaren Widerstand zur frei wählbaren Zeitverzögerung ersetzt ist.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the fixed size of the charging resistor (R- |) in the Zextverzugerungs member (20) by an adjustable resistor is replaced for a freely selectable time delay. 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenanschnitt über einen Thyristor anstelle des Triacs (T) durchgeführt wird.4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the phase control has a Thyristor is carried out instead of the triac (T). 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl des Stromflußwxnkels mit einem im Druckschalter integrierten Schiebewiderstand vorgenommen wird.5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the choice of the current flow angle is carried out with a slide resistor integrated in the pressure switch. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen elektromotorischen Antrieb mit Kriechgang und Vollwellensteuerung. Es ist bekannt, in Elektrowerkzeugen einen Ein- und AusschalterThe invention relates to a circuit arrangement for an electric motor drive with crawler gear and full-wave control. It is known to have an on and off switch in power tools 030028/0235030028/0235
DE19782855969 1978-12-23 1978-12-23 CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN ELECTRIC MOTOR DRIVE WITH CREEPING AND FULL SHAFT CONTROL Withdrawn DE2855969A1 (en)

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